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Industrial Internet of Things

Erschließen Sie sich das volle Potenzial von Iot

| Autor / Redakteur: André Rottstegge und Sebastian Almer* / Anke Geipel-Kern

Die digitale Vernetzung bringt der Prozessindustrie viele Chancen.
Die digitale Vernetzung bringt der Prozessindustrie viele Chancen. (Bild: © krunja - stock.adobe.com)

Vier große Themen bewegen die Prozessindustrie derzeit im Bereich IIoT (Industrial Internet of Things): der digitale Zwilling, die Modularisierung von Prozessen, prädiktive Anlageneffizienz und die horizontale Vernetzung. Was steckt dahinter – und wo liegen die größten Herausforderungen?

Schneller, effizienter und kostengünstiger produzieren, die Qualität steigern und auf individuelle Kundenwünsche eingehen: Die Möglichkeiten von IIoT sind vielfältig. Die vernetzte, intelligente Produktion schafft die Voraussetzung, um im globalen Wettbewerb zu bestehen und die eigene Zukunftsfähigkeit zu sichern. Das gilt für alle Industriebranchen gleichermaßen. Die Prozessindustrie hat jedoch besondere Anforderungen.

Sie benötigt stabile Prozesse und kann Änderungen nur mit Vorsicht vornehmen. Denn anders als in der diskreten Fertigung würde ein kleiner Fehler nicht nur eine gewisse Stückzahl an Ausschuss verursachen, sondern größere Chargenprozesse in Tankabfüllungen unbrauchbar machen. Auch die Auswirkungen sind gravierender: Stimmen Dosierungen nicht exakt, z.B. für die Produktion von Pharmazeutika, gefährdet das im schlimmsten Fall viele Menschenleben.

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Dieser hohe Bedarf an Sicherheit und Stabilität ist häufig ein Hemmschuh für IIoT-Projekte. Denn sie erfordern Experimentierfreude und eine horizontale Vernetzung mit anderen Systemen und Prozessen. Zwar ist die Prozessindustrie in puncto Automatisierung schon sehr weit fortgeschritten und man findet kaum noch Anlagen, die nicht vernetzt sind. Diese sind jedoch meist in sich geschlossene Systeme, aus denen keine Daten von innen heraus- oder von außen hineinkommen. Eine Vernetzung der Datenströme darüber hinaus ist aber für IIoT-Projekte unverzichtbar.

Der digitale Zwilling als Wegbereiter

Eine Möglichkeit, um Änderungen im Produktionsprozess auszutesten, ohne Risiken einzugehen, ist der digitale Zwilling. Dabei handelt es sich um ein digitales Abbild der Produktionsanlage und den Prozessen. Es verbindet Planungsdaten mit Echtzeitdaten aus der Produktion und ermöglicht dadurch verschiedene Sichten auf den Prozess – z.B. eine technische 3D-Darstellung der aktuellen Situation und eine Planungssicht.

Damit können Produktionsleiter virtuell simulieren, wie sich Änderungen auswirken würden. Möchten sie z.B. eine Pumpe austauschen, zeigt der digitale Zwilling, wie unterschiedliche Modelle das Ergebnis beeinflussen. Das technische Rückgrat dafür ist eine IIoT-Plattform, die den digitalen Zwilling mit Echtzeitdaten aus der Anlage versorgt.

Ein zweites Trend-Thema ist die Modularisierung von Prozessen. Dabei geht es darum, Prozessabläufe in einzelne Bausteine aufzuteilen und diese zu standardisieren. In vielen Anlagen gibt es z.B. den Prozess „Rühren“, der aber an verschiedenen Stellen unterschiedlich umgesetzt ist. Mit einer datenbasierten Standardisierung eines solchen Typicals gewinnen Unternehmen mehr Flexibilität. Denn jetzt lässt sich eine Anlage schneller und einfacher umbauen und an neue Anforderungen anpassen. Auch wenn es darum geht, eine komplett neue Anlage aufzubauen, können Planer nun einfach verschiedene Module zusammenfügen. Hier kommt wieder der digitale Zwilling ins Spiel: Er ermöglicht es, das Zusammenspiel der Module vorab virtuell zu simulieren und so den bestmöglichen Aufbau zu finden.

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